(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波式流体計測装置に形成された角筒状の計測流路に配置され、前記計測流路を複数の扁平流路に区画する仕切板と、
前記仕切板における流体の流れ方向に沿った縁部を支持するフレームと、
前記フレームの貫通孔に設けられて超音波を透過させるフィルタ部材とを有する超音波式流体計測装置の多層流路部材であって、
前記フィルタ部材が、前記フレームに設けられた、前記超音波式流体計測装置に形成された角筒状の計測流路における超音波伝搬路の形状に対応した形状をもつ貫通孔に対して着脱可能に収容される枠部と、前記枠部に支持されるフィルタ部とを備えており、
前記フィルタ部が前記扁平流路の内面に沿って配置されており、
前記フレームに設けられた前記貫通孔に第１の段差が設けられ、かつ、前記枠部には、前記フレームの前記第１の段差に挿入可能な第２の段差が設けられ、前記枠部が、前記フレームに設けられた貫通孔の正面から嵌め込み挿入されることによって、前記フィルタ部材が、前記フレームに設けられた貫通孔に直接に取り付けられていることを特徴とする超音波式流体計測装置の多層流路部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層流路部材により計測流路内に複数の扁平流路が形成された超音波式流体計測装置の多層流路部材および超音波式流体計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波式流体計測装置は、計測用流路に流体を流し、計測用流路内に超音波を伝搬させて、超音波の伝搬時間を計測し、計測した情報に基づいて流体の流速を求めるものである。
この計測用流路は、断面長方形の角筒形状で対向する短辺側面にそれぞれ一対の送受波部が設けられている。
【０００３】
これら一対の送受波部は、計測用流路の流れ方向に対して所定の角度で交差する線に沿って超音波を送受するように配置されている。
そして、近年では、計測精度を向上させるために、計測用流路に複数の隔壁を並行に配置することにより、計測用流路を多層流路とした超音波式流体計測装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第０４／０７４７８３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、計測用流路を多層流路とするために、超音波式流体計測装置の内部に多層流路部材が設けられている。従って、計測用の超音波は多層流路部材を透過して発せられるため、多層流路部材には超音波が透過可能な切欠きが設けられるとともに、流体が漏れないように、フィルタが設けられている。
しかしながら、多層流路部材にフィルタを直接設けている従来の超音波式流体計測装置の多層流路部材においては、フィルタの製造や取り付け、あるいは多層流路部材の製造等が面倒であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、容易にフィルタを取り付けることのできる超音波式流体計測装置の多層流路部材および超音波式流体計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の超音波式流体計測装置の多層流路部材は、超音波式流体計測装置に形成された角筒状の計測流路に配置され、前記計測流路を複数の扁平流路に区画する仕切板と、前記仕切板における流体の流れ方向に沿った縁部を支持するフレームと、前記フレームの貫通孔に設けられて超音波を透過させるフィルタ部材とを有する超音波式流体計測装置の多層流路部材であって、前記フィルタ部材が、前記フレームに設けられた貫通孔に対して着脱可能に収容される枠部と、前記枠部に支持されるフィルタ部とを備えている構成を有している。
【０００７】
この構成により、超音波式流体計測装置の角筒状の計測流路に配置されて、仕切板により複数の扁平流路に区画する多層流路部材の貫通孔にフィルタ部材を取り付ける際に、多層流路部材のフレームの貫通孔位置に着脱可能な枠部に、例えばメッシュやパンチングメタル等のフィルタ部を取り付けるようにした。このため、フィルタ部材を多層流路部材とは別個に作成して取り付けることができ、フィルタ部材および多層流路部材の作成が容易になる。
【０００８】
また、本発明の超音波式流体計測装置の多層流路部材は、前記フィルタ部が前記扁平流路の内面に沿って配置されている構成を有している。
【０００９】
この構成により、流体を透過させず、超音波のみを透過させるフィルタ部が、扁平流路の内面に沿うように配置されているので、流体の流れを乱すのを防止することができる。
【００１０】
また、本発明の超音波式流体計測装置の多層流路部材は、前記フィルタ部に撥水性処理が施されている構成を有している。
【００１１】
この構成により、フィルタ部材に撥水性処理が施されているのでフィルタ部材に当たった流体ははじかれ、流体による目詰まりが生じにくいので、計測精度を向上させることができることとなる。
【００１２】
また、本発明の超音波式流体計測装置は、断面矩形の角筒状に形成された計測流路と、  前記計測流路に第１送受波器および第２送受波器が設けられた超音波計測部と、前記第１送受波器および前記第２送受波器を結ぶ超音波伝搬路に対して略平行となるように前記計測流路に収容された仕切板と、前記仕切板における流体の流れ方向に沿った縁部を支持するフレームとを有する多層流路部材とを備え、前記多層流路部材により前記計測流路内に複数の扁平流路が形成された超音波式流体計測装置であって、超音波を透過させるフィルタ部が枠部に支持されるフィルタ部材と、前記計測流路の内面に形成されて前記フィルタ部材を収容する収容凹部とを有した構成を有している。
【００１３】
この構成により、第１送受波器および第２送受波器を有する超音波計測部が設けられた角筒状の計測流路に多層流路部材を設けて、多層流路部材の流れ方向に沿ったフレームに取り付けた仕切板によって複数の扁平流路に区画する。このとき、計測流路の内面に収容凹部を設けて、収容凹部に収容可能な枠部に超音波を透過させる例えばメッシュやパンチングメタル等のフィルタ部を取り付けたので、フィルタ部材を超音波式流体計測装置とは別個に作成して取り付けることができ、フィルタ部材および多層流路部材の作成が容易になる。
【００１４】
また、本発明の超音波式流体計測装置は、前記フレームと、前記枠部とのうちの一方に設けられて他方に向かって突出するリブが設けられている構成を有している。
【００１５】
この構成により、多層流路部材のフレームとフィルタ部材の枠体との間にリブが設けられることになるので、流体がフィルタ部にかかるのを防止することができる。
【００１６】
さらに、本発明の超音波式流体計測装置は、前記枠部が、前記フレームに設けられた貫通孔に挿入可能な段差形状である構成を有している。
【００１７】
この構成により、枠部は超音波式流体計測装置に設けられている貫通孔および多層流路部材のフレームに設けられている貫通孔の両方に嵌合することになるので、流体がフィルタ部にかかるのを確実に防止することができる。また、計測流路における多層流路部材の位置決めを確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、超音波式流体計測装置の角筒状の計測流路に配置されて、仕切板により複数の扁平流路に区画する多層流路部材の貫通孔にフィルタ部材を取り付ける際に、多層流路部材のフレームの貫通孔位置に着脱可能な枠部にフィルタ部を取り付けるようにした。このため、フィルタ部材を多層流路部材とは別個に作成して取り付けることができ、フィルタ部材および多層流路部材の作成が容易になるという効果を有する超音波式流体計測装置の多層流路部材および超音波式流体計測装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態の超音波式流体計測装置の多層流路部材および超音波式流体計測装置について、図面を用いて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る超音波式流体計測装置および多層流路部材の斜視図、図２（Ａ）および（Ｂ）はフィルタ部材の取付部の拡大断面図である。
【００２０】
図１に示すように、第１実施形態に係る超音波式流体計測装置１０Ａは、左右の鉛直流路１２，１３と、この左右の鉛直流路１２、１３の上端部同士を連結する水平流路１４とで略逆Ｕ字状に形成された流体路１１を有している。水平流路１４は流体を計測するための計測流路１４ａを有しており、この計測流路１４ａにおける一対の対向する内面１５，１５にはそれぞれ第１送受波器（ここでは送波器）２１および第２送受波器（ここでは受波器）２２を有する超音波計測部２０が設けられている。さらに、計測流路１４ａには、流体を複数の扁平流路に区画する多層流路部材３０Ａと、多層流路部材３０Ａを計測流路１４ａに収容して密閉する蓋１７を有している。従って、蓋１７を水平流路１４に被せると、計測流路１４ａは断面矩形の角筒状に形成されることになる。
【００２１】
なお、第１送受波器２１と第２送受波器２２を結ぶ計測方向の超音波伝搬路２３は、流体の流れる方向に対して斜めに交差するように設けられている。このように、第１，第２送受波器２１，２２のような流れに対して角度を有し対向して配置している配置パターンは、Ｚパス（Ｚ−ｐａｔｈ）またはＺ法と呼ばれており、本実施の形態では、このＺパス配置について例示する。
【００２２】
図１に示すように、水平流路１４の左右の側壁１６、１６には、外側へ突出する三角形状の送受波器取付部１８、１８がそれぞれ設けられている。両送受波器取付部１８、１８および側壁１６、１６には、両送受波器取付部１８、１８を結ぶ方向に貫通する例えば円形の貫通穴１８ａが設けられており、超音波伝播路２３が形成されている。なお、一方の送受波器取付部１８には第１送受波器２１が取り付けられ、他方の送受波器取付部１８には第２送受波器２２が取り付けられている。
【００２３】
また、多層流路部材３０Ａは、計測流路１４ａを複数の扁平流路に区画するための仕切板３２と、仕切板３２における流体の流れ方向に沿った縁部を支持するフレーム３１とを有している。
【００２４】
図２（Ａ）に示すように、多層流路部材３０Ａを計測流路１４ａに嵌めた状態で、超音波伝搬路２３に位置する多層流路部材３０Ａのフレーム３１には、超音波通過用の貫通孔３１ａが設けられている。この貫通孔３１ａには、流体は通過させないが超音波を透過させることができるフィルタ部材３４が取り付けられている。フィルタ部材３４は、貫通孔３１ａに対して着脱可能に収容される枠部３４ａと、この枠部３４ａに支持される例えば細かなメッシュ・パンチングメタル等からなるフィルタ部３４ｂとを備えている。
【００２５】
図１および図２（Ａ）に示すように、枠部３４ａは例えば矩形であり、多層流路部材３０Ａの上方からフレーム３１に設けられている矩形の貫通孔３１ａにスライド挿嵌可能となっている。あるいは、枠部３４ａをフレーム３１の貫通孔３１ａの正面（図２（Ａ）において上下方向）から嵌め込んで取り付けるようにしてもよい。この場合には、フレーム３１に設ける貫通孔を、超音波伝搬路２３の形状に対応した例えば長円形に形成し、枠部をこの貫通孔に対応した形状として、直接取り付けることも可能である。
【００２６】
なお、フィルタ部３４ｂは、扁平流路の内面すなわちフレーム３１の内面に沿って配置するのが望ましい。これにより、流体の流れを乱すのを防止することができる。また、フィルタ部３４ｂは撥水性処理が施されていることが望ましい。これにより、フィルタ部３４ｂに当たった流体はじかれ、流体による目詰まりが生じにくくなるので、計測精度を向上させることができる。
【００２７】
ここで、「撥水性」とは、防水のように「水の浸透を防ぐ」のではなく、「水を弾く」という性質を言う。撥水性処理としては、例えば、
１：大気圧下でプラズマを発生させ、材料表面に重合により撥水製のポリマーを生成させる。
２：フッ素の極薄皮膜を材料表面に設ける。
３：有機薄膜処理により素材の表面にナノスケールの機能膜を形成する。等の処理を例示することができる。
【００２８】
また、図２（Ｂ）に示すように、フレーム３１に設けられた貫通孔３１ａに段差３１ｂを設けるとともに、枠部３４ａにはフレーム３１の段差３１ｂに挿入可能な段差３４ｃを設けるのが望ましい。これにより、フィルタ部材３４を貫通孔３１ａに確実に取り付けることができる。なお、この場合においてフレーム３１の貫通穴３１ａに直接フィルタ部材３４を取り付ける場合には、図２（Ｂ）中矢印Ａ方向から取り付けることになる。
【００２９】
以上説明した超音波式流体計測装置１０Ａの多層流路部材３０Ａによれば、超音波式流体計測装置１０Ａの角筒状の計測流路１４ａに配置されて、仕切板３２により複数の扁平流路に区画する多層流路部材３０Ａの貫通孔３１ａにフィルタ部材３４を取り付ける際に、多層流路部材３０Ａのフレーム３１の貫通孔３１ａ位置に着脱可能な枠部３４ａに、フィルタ部３４ｂを取り付けるようにした。このため、フィルタ部材３４を多層流路部材３０Ａとは別個に作成して取り付けることができ、フィルタ部材３４および多層流路部材３０Ａの作成が容易になる。
【００３０】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図３は本発明の第２実施形態に係る超音波式流体計測装置および多層流路部材の斜視図、図４はフィルタ部材の取付部の拡大断面図、図５はフィルタ部材の斜視図である。なお、前述した第１実施形態と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
【００３１】
図３に示すように、本発明の第２実施形態にかかる超音波式流体計測装置１０Ｂでは、計測流路１４ａの左右の内面１５、１５において超音波伝搬路２３に対応する位置すなわち貫通穴１８ａの前方に、フィルタ部材３４取付用の収容凹部１９が各々設けられている。収容凹部１９は矩形状をしており、フィルタ部材３４の矩形の枠部３４ａを上下方向から挿嵌可能となっている。あるいは、収容凹部１９の正面からフィルタ部材３４を嵌め込むことも可能である。
【００３２】
一方、多層流路部材３０Ｂのフレーム３１には、計測流路１４ａにはめ込まれた際に超音波伝搬路２３に対応する位置に、矩形の貫通孔３１ａが設けられている。なお、貫通孔３１ａは、超音波伝搬路２３に対応して長円形とすることもできる。
【００３３】
また、フレーム３１と、フィルタ部材３４の枠部３４ａとのうちの一方には、他方に向かって突出するリブ３４ｃが設けられている。例えば、図４に示すように、枠部３４ａにおいて計測流路１４ａに面する側、すなわちフレーム３１と対向する面に、フィルタ部３４ｂを囲うようにしてリブ３４ｃを突出して設けることができる。このリブ３４ｃは、フィルタ部材３４を収容凹部１９に取り付け、多層流路部材３０Ｂを計測流路１４ａに嵌めたときに、リブ３４ｃの先端が多層流路部材３０Ｂのフレーム３１の外側面に当接する大きさとする。
【００３４】
これにより、多層流路部材３０Ｂのフレーム３１とフィルタ部材３４の枠体３４ａとの間にリブ３４ｃが設けられて、フィルタ部３４ｂがリブ３４ｃによって囲われることになるので、計測時に流体がフィルタ部３４ｂにかかるのを確実に防止することができる。
【００３５】
なお、リブ３４ｃは柔軟な樹脂やゴム等で形成して、容易に変形するようにするのが望ましい。また、図４および図５では、フィルタ部材３４の枠部３４ａにリブ３４ｃを設けた場合について説明したが、リブを超音波式流体計測装置１０Ｂの計測流路１４ａ内面１５に設けることもできる。この場合には、リブの内部にフィルタ部３４ｂが完全に含まれるようにする。
【００３６】
以上、説明した本発明の第２実施形態にかかる超音波式流体計測装置の多層流路部材３０Ｂおよび超音波式流体計測装置１０Ｂによれば、計測流路１４ａの内面１５に収容凹部１９を設けて、収容凹部１９に収容可能な枠部３４ａに超音波を透過させるフィルタ部３４ｂを取り付けたので、フィルタ部材３４を超音波式流体計測装置１０Ｂとは別個に作成して取り付けることができ、フィルタ部材３４および多層流路部材３０Ｂおよび超音波式流体計測装置１０Ｂの作成が容易になる。
【００３７】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図６は本発明の第３実施形態に係るフィルタ部材の取付部の拡大断面図、図７はフィルタ部材の斜視図である。なお、前述した第１または第２実施形態と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
【００３８】
図６に示すように、本発明の第３実施形態にかかる超音波式流体計測装置１０Ｃおよび多層流路部材３０Ｃでは、計測流路１４ａの収容凹部１９に取り付けられるフィルタ部材３４の枠部３４ａが、多層流路部材３０Ｃのフレーム３１に設けられた貫通孔３１ａに挿入可能な段差形状（段部３４ｄ）を有している。段部３４ｄの外周は枠部３４ａの外周より一回り小さく、かつ枠部３４ａの表面から突出して設けられている。
【００３９】
図６および図７に示すフィルタ部材３４では、枠部３４ａが計測流路１４ａの内面に設けられている収容凹部１９に収容されるとともに、段部３４ｄが多層流路部材３０Ｃのフレーム３１に設けられている貫通孔３１ａに嵌合する場合を示した。従って、フィルタ部３４ｂを段部３４ｄの内側に設けて、フィルタ部３４ｂが扁平流路の内面であるフレーム３１の内面に沿って配置されるようにした。なお、段部３４ｄが計測流路１４ａの内面に設けられている収容凹部１９に収容されるとともに、枠部３４ａが多層流路部材３０Ｃのフレーム３１に設けられている貫通孔３１ａに嵌合するようにすることも可能である。この場合には、フィルタ部３４ｂを枠部３４ａの外側端部に設けるのが望ましい。また、フィルタ部材３４は、収容凹部１９ａフレーム３１の貫通穴３１のうちの少なくとも一方に、上下方向からスライドにより挿嵌可能とすることにより取り付けることが可能になる。
【００４０】
以上、説明した本発明の第３実施形態にかかる超音波式流体計測装置の多層流路部材３０Ｃおよび超音波式流体計測装置１０Ｃによれば、フィルタ部材３４が超音波式流体計測装置１０Ｃに設けられている収容凹部１９および多層流路部材３０Ｃのフレーム３１に設けられている貫通孔３１ａの両方に嵌合することになるので、流体がフィルタ部３４ｂにかかるのを確実に防止することができる。また、計測流路１４ａにおける多層流路部材３０Ｃの位置決めを確実に行うことができる。
【００４１】
なお、本発明の超音波式流体計測装置の多層流路部材および超音波式流体計測装置は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかる超音波式流体計測装置の多層流路部材および超音波式流体計測装置は、超音波式流体計測装置の角筒状の計測流路に配置されて、仕切板により複数の扁平流路に区画する多層流路部材の貫通孔にフィルタ部材を取り付ける際に、多層流路部材のフレームの貫通孔位置に着脱可能な枠部にフィルタ部を取り付けるようにした。このため、フィルタ部材を多層流路部材とは別個に作成して取り付けることができ、フィルタ部材および多層流路部材の作成が容易になるという効果を有し、多層流路部材により計測流路内に複数の扁平流路が形成された超音波式流体計測装置の多層流路部材および超音波式流体計測装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波式流体計測装置および多層流路部材の斜視図
【図２】（Ａ）および（Ｂ）はフィルタ部材の取付部の拡大断面図
【図３】本発明の第２実施形態に係る超音波式流体計測装置および多層流路部材の斜視図
【図４】フィルタ部材の取付部の拡大断面図
【図５】フィルタ部材の斜視図
【図６】本発明の第３実施形態に係るフィルタ部材の取付部の拡大断面図
【図７】フィルタ部材の斜視図
【符号の説明】
【００４４】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  超音波式流体計測装置
１４ａ  計測流路
１５  内面
１９  収容凹部
２０  超音波計測部
２１  第１送受波器
２２  第２送受波器
２３  超音波伝搬路
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ  多層流路部材
３１  フレーム
３１ａ  貫通孔
３２  仕切板
３４  フィルタ部材
３４ａ  枠部
３４ｂ  フィルタ部
３４ｃ  リブ
３４ｄ  段部（段差形状）
【図１】
0005213218.tif 000002
【図２】
0005213218.tif 000003
【図３】
0005213218.tif 000004
【図４】
0005213218.tif 000005
【図５】
0005213218.tif 000006
【図６】
0005213218.tif 000007
【図７】
0005213218.tif 000008